【正文】 —閥的額定流量，L/min根據(jù)液壓原理圖，橫移缸快退時(shí)，壓力油從葉片泵出口到橫移缸的進(jìn)油路上，依次經(jīng)過單向閥，電液換向閥，；和單向閥。選用LHM46號礦物油型液壓油，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后油的運(yùn)動(dòng)黏度取，油的密度為。 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 驗(yàn)算回路中的壓力損失 橫移缸回路的壓力損失 管路系統(tǒng)上的壓力損失由管路的沿程損失、管件局部損失和控制閥的壓力損三部分組成： （318）1）.沿程壓力損失由于液體在同一管路中，液體的平均流速越大，它的沿程壓力損失就越大，因此，我門所需考慮的是橫移缸流量最大時(shí)即快速退回時(shí)進(jìn)油路的壓力損失。（參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第四卷P19136表19516） 高壓系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率為： （314）式中：—液壓泵最大工作壓力，=—液壓泵額定流量，=364L/min—液壓泵總效率，=則：考慮到剪切時(shí)間很短，而電動(dòng)機(jī)一般允許在短時(shí)間內(nèi)超載25%，因此， 故根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第五卷，選定Y315m—4w型三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為132KW，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min 低壓系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的確定式中：—液壓泵最大工作壓力，=7MPa—液壓泵額定流量，=171L/min—液壓泵總效率，=則故根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第五卷，選定Y225M6型三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為30KW，同步轉(zhuǎn)速為1000r/min。（參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第四卷）》P19175表19551） 低壓系統(tǒng)液壓泵的選擇1）.確定液壓泵的最大工作壓力Pp 式中：—液壓缸最大工作壓力；=—進(jìn)油路上的總壓力損失，=則：=+= MPa考慮儲備取7 MPa。橫移缸和抬升缸所承受負(fù)載不是很大，屬于中壓系統(tǒng)，可使用定量葉片泵為動(dòng)力源。剪切缸承受負(fù)載壓力大，屬于高壓系統(tǒng)。由于橫移缸和抬升缸共用定量泵，且橫移缸負(fù)載遠(yuǎn)大于抬升缸，要求兩缸互不干擾動(dòng)作，故在橫移缸回路加減壓閥，以控制抬升缸回路壓力，達(dá)到兩缸同時(shí)動(dòng)作。故滿足要求。但由于液控單向閥有一定泄露，因此，鎖緊時(shí)間不能太長。它能在液壓缸不工作時(shí)使活塞迅速平穩(wěn)、可靠且長時(shí)間地被鎖緊，不為向上的剪切力所移動(dòng)。為減小回路中液壓沖擊，采用電液換向閥。2）壓力控制方案剪切缸在剪斷鋼坯時(shí)剪切力突然消失，使活塞由于慣性突然前沖，引起液壓沖擊，故在液壓缸端部安裝蓄能器，吸收多余能量，減少液壓沖擊，實(shí)現(xiàn)緩沖。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 剪切缸基本回路的確定1）容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路一般用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與所需油量相適應(yīng)。有各種礦物油、乳化油和合成型液壓油幾大類。系統(tǒng)的輔助組件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位溫度計(jì)等，起連接、輸油、貯油、過濾、貯存壓力和測量等的作用。根據(jù)控制方式不同液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。根據(jù)控制功能的不同，其液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。小方坯液壓剪切機(jī)主要采用三個(gè)執(zhí)行組件，剪切缸、上刀臺抬升缸和輥道小車橫移缸，對于單純且簡單的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用液壓缸直接驅(qū)動(dòng)，由剪切機(jī)的特點(diǎn)決定，可采用單活塞桿液壓缸，其有效工作面積大，雙向不對稱，往返不對稱的直線運(yùn)動(dòng)。在本套系統(tǒng)中采用一個(gè)定量泵和一個(gè)變量泵供油。在小方坯液壓剪切機(jī)系統(tǒng)中都將被設(shè)計(jì)到。由液壓作為主傳動(dòng)的剪切機(jī)叫做液壓剪切機(jī)。表37 各工況所需流量工況執(zhí)行元件名稱運(yùn)動(dòng)速度v/m/min結(jié)構(gòu)參數(shù)A/mm2流量Q/L/min計(jì)算公式上刀下降抬升缸804Q=A1v小車啟動(dòng)橫移缸0105980Q=A2v小車右移橫移缸210598Q=A2v下刀上升剪切缸282600Q=A1v下刀下降剪切缸86350Q=A2v上刀上升抬升缸9490Q=A2v小車左移橫移缸820096Q=A1v由于液壓系統(tǒng)工作時(shí)回油路安裝有背壓閥，所以系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力需要將其考慮進(jìn)去，如下表所示為各個(gè)缸的實(shí)際工作壓力。工進(jìn)時(shí)間 t3=tt1=19s工進(jìn)速度 v3===快退時(shí)間 t4=6s快退速度 v4===橫移缸：右移時(shí)間 t5=24s右移速度 v5=2m/min左移時(shí)間 t6=6s左移速度 v6===8m/min 式中： L—小車行程。抬升缸：抬升缸抬升即上刀臺下降時(shí)間約取t1=5sv1===抬升缸下降即上刀臺上升時(shí)間約取t2=3sv2===9m/min式中： L=450m=㎜，液壓缸行程。待各缸全部退回，剪切一周期結(jié)束，等待下一周期開始，依次循環(huán)。剪切鋼坯工作循環(huán)周期T==式中： —鋼坯定尺長度 2m/min—拉坯速度.。 抬升缸當(dāng)抬升缸抬升時(shí)，其負(fù)載F=3628N，此時(shí)，活塞桿受壓式中：—活塞桿的徑比，=；—供油壓力，=；—回油背壓，=。當(dāng)橫移缸右移時(shí)，在其啟動(dòng)時(shí)負(fù)載最大，F(xiàn)=65347N，此時(shí),橫移缸受拉 由上述的公式可得下式： （311）式中：—活塞桿的徑比，=；—供油壓力，=；—回油背壓，=?；钊麠U強(qiáng)度校核 （310）式中： Fmax—活塞桿所受的最大載荷，F(xiàn)max =106； d—活塞桿直徑，d=420mm。（參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本液壓傳動(dòng)與控制》表3—2及表3—3）（參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表1963） 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 剪切缸 剪切缸最大載荷時(shí)，為剪切缸剪切工作狀態(tài)，其載荷力為F=106N參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》。剪切系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)，依據(jù)上述表格初步確定系統(tǒng)工作壓力為21MPa。一般來說，對于固定的尺寸不太受限制的設(shè)備，壓力可以選的低一些。m （34） 式中： G—上刀臺及其相連機(jī)構(gòu)自重，G=7800N； Sm—上刀臺重心到軸心距離，約為Sm=；故上刀臺下降時(shí)，抬升缸抬升，其外載荷 Fw===3265N； （35）同理，上刀臺上升時(shí)，抬升缸下降，其外載荷Fw===3265N；各液壓缸的外載荷力計(jì)算結(jié)果列于表31由公式： 活塞上載荷力F= （36）―液壓缸的機(jī)械效率，～，這里取=；求得相應(yīng)的作用于活塞上的載荷力，并列于表32表32 各液壓缸載荷力液壓缸名稱工況液壓缸外載荷Fw/N活塞上載荷力F/N剪切缸啟動(dòng)41004316工進(jìn)106106快退41004316橫移缸啟動(dòng)3378635564右移6208065342左移24242552抬升缸下降32653437上升32653437壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備的類型來定，還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。 ： Mn=（G1 +G3）（KDc/2+μd/2） =（178000+40000）（250/2+70/2） =303020N/mm；外載荷：Fw==303020/125=。Fw=μsG （31） 式中： μs—靜摩擦系數(shù)，μs=；由表31查的 G—小車及剪體總重，N；表31 摩擦系數(shù)μ導(dǎo)軌類型導(dǎo)軌材料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)摩擦系數(shù)滑動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵對鑄鐵啟動(dòng)時(shí)：低速（）高速（）～～～滾動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵對滾柱（珠）淬火鋼導(dǎo)軌對滾柱～靜壓導(dǎo)軌鑄鐵 G=G1+G2+G3； G1—小車及橫移輥道重量，G1=17800N； G2—鋼坯重量，G2=7239N； G3—剪體重量，G3=40000N； G=G1+G2+G3=225239N； 外載荷：Fw=μsG=33786N；小車右移時(shí)，橫移缸外載荷為小車鋼坯、剪體、橫移輥道的重力和剪切力對導(dǎo)軌產(chǎn)生的摩擦阻力，即車輪踏面在軌道上的滾動(dòng)摩擦阻力和車輪軸承的摩擦阻力。Fw=G=4100N。當(dāng)剪切缸啟動(dòng)時(shí)，液壓缸負(fù)載只有下刀臺本身的重力，F(xiàn)w=G=4100N 式中：G下刀臺重量；工進(jìn)時(shí)，活塞桿承受剪切力，其外載荷是剪切力及下刀臺自重。作用在活塞桿上的外載荷包括工作載荷Fg,導(dǎo)軌的摩擦力Ff,由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力Fa。剪切機(jī)型式： 油壓小車移動(dòng)式被剪鋼坯斷面尺寸： □180180 mmmm □165225 mmmm代表鋼種： Q235A 27SiMn剪切溫度： ≥750℃拉坯速度： 2m/min剪切小車及橫移輥道重量： 鋼坯定尺長度： ，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)如圖31表示一個(gè)液壓缸簡圖。2)液壓剪切機(jī)工作循環(huán)：上刀下降，鎖緊小車右移下刀上升，剪切鋼坯下刀下降（快退）上刀升起小車左移（快退）。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分的設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。h=1801000=963000 Nh (27) 式中：A— 剪切功，N 剪切功的計(jì)算根據(jù)剪切功可以近似而方便的計(jì)算出鍵切機(jī)功率。Fmax (26)式中：K—同軋件材料Q235A一樣，K=； σbt—被剪軋件材料在相應(yīng)剪切溫度下的強(qiáng)度極限，MPa，根據(jù)表84（《軋鋼機(jī)械》），取σbt=200MPa； Fmax—軋件最大的原始斷面面積，mm2，根據(jù)上述 1） 中計(jì)算可知， Pmax=200165225= MN綜合以上計(jì)算結(jié)果，并考慮到今后剪切軋件品種的擴(kuò)大，且結(jié)合我國國標(biāo)所規(guī)定的系列標(biāo)準(zhǔn)， MN。Fmax=100165225= MN2） 當(dāng)軋件材料為27SiMn時(shí)因?yàn)樵摷羟胁牧蠠o單位剪切阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以最大剪切力為： Pmax= 按鋼坯斷面尺寸： □180180 mmmm Fmax=180180=32400 mm2 按鋼坯斷面尺寸： □165225 mmmm Fmax= 165225=37125 mm2故： Pmax=KFmax (25)式中：Fmax —被剪軋件最大的原始斷面面積，mm τmax —被剪軋件材料在相應(yīng)剪切溫度下最大的單位剪切阻力，（《軋鋼機(jī)械》），取τmax=100MPa。1）.當(dāng)軋件材料為Q235A時(shí) 最大剪切力為： Pmax=K剪切力是剪切機(jī)的主要參數(shù)，驅(qū)動(dòng)剪切機(jī)的電機(jī)功率及剪切機(jī)主要零件尺寸的確定，完全使用或充分發(fā)揮剪切機(jī)的能力都與剪切力有關(guān)。軋件停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，刀片壓入達(dá)到一定深度時(shí)，為克服了剪切面上金屬的剪切阻力，此時(shí)，剪切過程由壓入階段過渡到滑移階段，金屬沿剪切面開始滑移，直到剪斷為止。壓入階段